Fykobilisomer

Phycobilisome proteiner

Modell av arrangemanget av proteinsubenheter i phycobilisom (halvskivtyp)
Identifierare
Symbol Phycobilisoma
Pfam PF00502
Interpro IPR001659
SCOP 1 st
SUPERFAMILJ 1 st
Tillgängliga proteinstrukturer
Pfam strukturer
PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsumma 3D-modell

Phycobilisomes - (från andra grekiska φῦκος - alger, lat. bilis - galla och andra grekiska σῶμα - kropp) ljusskördande organeller för fotosystem II i cyanobakterier , röda alger och glaukofyter . Standardfykobilisomer saknas i kryptofyter och de proklorofyter som har fykobiliproteiner . I kryptofyter finns fykobiliproteiner i det intratylakoida utrymmet [1] .

Grundläggande struktur

Fykobilisomer är proteinkomplex (upp till 600 polypeptider ) av en halvskiva eller halvsfärisk form (se bilder) fästa vid tylakoidmembran . De består av ett stort antal kromoforproteiner - fykobolyproteiner  - och bindningsproteiner i kombination med dem. Varje phycobilisome har en allophycocyanin kärna , från vilken stavar dyker upp som består av skivor av phycocyanin och (om närvarande) phycoerythrins eller phycoerythrocyanin . Pigmenten är ordnade i denna sekvens (med början från spetsarna på stavarna): phycoerythrin , sedan phycocyanin , och sedan allophycocyanin kärnan. I samma ordning sker transporten av ljusenergi, och sedan till klorofyll a [1] . Deras specifika egenskaper bestäms huvudsakligen av närvaron av prosteriska grupper, som är linjära tetrapyrroler , kända som phycobilins , inklusive phycocyanobilin , phycoerythrobilin , phycourobilin och phycobiliviolin . De spektrala egenskaperna hos ovanstående fykobiliner påverkas allvarligt av de proteiner som omger dem.

Funktioner

Varje phycobilin har specifika emissions- och absorptionsmaxima i det synliga ljusspektrumet . Dessutom gör deras struktur och deras inneboende rumsliga organisation inom fykobilisomen det möjligt för absorption och enkelriktad överföring av ljusenergi till klorofyll a i fotosystem II . Således kan celler använda våglängden av ljus i intervallet 500-650 nm , vilket är otillgängligt för klorofyll a , och använda det i fotosyntesen . Detta är en stor fördel på stora djup under vattnet, där längre våglängder av ljus transmitteras mindre och därför mindre tillgängliga för klorofyll.

Den geometriska formen på phycobilisome är mycket elegant, vilket resulterar i en energiöverföringseffektivitet på 95 %. [2]

Evolution och mångfald

Det finns stor variation i fykobilisomens grundstruktur. Deras form kan vara halvcirkelformad (i cyanobakterier) eller semi-ellipsoid (i röda alger).

I allmänhet har phycobiliproteins genomgått liten evolution , på grund av deras mycket komplexa funktion att absorbera och sända ljusvågor av en viss våglängd. I vissa arter av cyanobakterier, i närvaro av både phycocyanin och phycoerythrin , kan phycobilisome genomgå betydande omarrangemang beroende på färgen som är karakteristisk för ljus. I grönt ljus består de flesta av stavarna av rött fykoerytrin , som absorberar grönt ljus bättre. Vid rött ljus ersätts de av blått phycocyanin , som absorberar rött ljus bättre. Denna reversibla process är känd som komplementär kromatisk anpassning [3] .

Användning

Phycobilisomes kan användas för snabb fluorescens, [4] , flödescytometri [5] , Western blotting och proteinmikroarrayer . Vissa phycobilisomes har ett Cy5- liknande emissionsspektrum och kan användas för samma ändamål, men de kan vara 200 gånger ljusare, med en stor Stokes shift , vilket ger fler signaler för en bindningshändelse. Denna egenskap tillåter detektering av lågnivåmålmolekyler eller sällsynta händelser.

Se även

Länkar

  1. 1 2 Belyakova, 2006 , sid. 39-40.
  2. Glazer AN Light Harvesting av Phycobilisomes. Årlig översyn av biofysik och biofysikalisk kemi Vol. 14:47-77 (volymens publiceringsdatum juni 1985). doi : 10.1146/annurev.bb.14.060185.000403
  3. Lee, 2008 , sid. 43.
  4. PBXL Fluorescent Dyes for Ultrasensitive Direct Detection Zoha - J. Fluorescence, 1999  (länk ej tillgänglig)
  5. Cyanobakteriella stabiliserade fykobilisomer som fluorokromer för extracellulär antigendetektering genom flödescytometri Telford - J. Immun. Metoder, 2001

Externa länkar

Litteratur